物理化学第十二章模拟试卷A及答案

物理化学第十二章模拟试卷A班级姓名分数一、选择题 ( 共10题 20分 )1. 2 分除了被吸附气体的气压须适当之外，下列因素中哪个对气体在固体表面发生多层吸附起主要影响 ( )(A) 气体须是理想气体(B) 固体表面要完全均匀(C) 气体温度须接近正常沸点(D) 固体应是多孔的2. 2 分气相中的大小相邻液泡相碰, 两泡将发生的变化是： ( )(A) 大泡变大, 小泡变小 (B) 大泡变小, 小泡变大(C) 大泡、小泡均不变 (D) 两泡将分离开3. 2 分若气体 A 在催化剂上的吸附活化能E a不随覆盖度变化, 则其吸附速率服从下列那种方程式 ( ) (A) Langmuir速率方程式 (B) Elovich 速率方程式(C) Kwan 速率方程式 (D) 以上 A、B、C 皆可4. 2 分单组分气-液平衡体系，在孤立条件下，界面 A 发生了 d A > 0 的微小变化, 体系相应的熵变 d S变化为： ( ) (A) d S > 0 (B) d S = 0(C) d S < 0 (D) 不能确定5. 2 分二元溶液及其溶剂的比表面自由能分别为和0，已知溶液的表面超量2< 0，则与0之间的关系符合以下哪种 ( )(A) > 0(B) = 0(C) < 0(D) 不能确定6. 2 分已知某溶液溶于水后，溶液表面张力与活度a的关系为：= 0- Aln(1 + b a)，其中0为纯水表面张力，A、b 为常数，则此溶液中溶质的表面过剩与活度a的关系为： ( )(A) = - A a / RT(1+b a)(B) = - Ab a / RT(1+b a)(C) = Ab a / RT(1+b a)(D) = - b a / RT(1+b a)7. 2 分已知 1000 K 时，界面张力如下：( Al2O3(s)-g ) = 1 N·m-1,( Ag(l)-g )= N·m-1, ( Ag(l)-Al2O3(s) )= N·m-1。

则 1000 K 时，液态银滴在 Al2O3(s) 表面上的接触角是： ( )(A) ° (B) °(C) ° (D) °8. 2 分水平仪中有一个椭球形的液泡，长短半轴分别为和，已知水的表面张力为·m-1，液泡的附加压力为：（）(A) 18Pa (B) 33Pa (C)48Pa (D) 66Pa9. 2 分汞不湿润玻璃，其密度 = ×104 kg·m-3，水湿润玻璃，密度 =×103 kg·m-3，汞在内径为 1×10-4 m 的玻璃管内下降h1，在直径为 1×10-3 m的玻璃管内下降h2；水在直径为 1×10-4 m 的玻璃管内上升h3，在直径为 1×10-3 m的玻璃管内上升h4，令h1/h2= A，h3/h4= B，则有： ( )(A) A > B(B) A < B(C) A = B(D) 不能确定A与B的关系*. 2 分用同一支滴管滴下水的滴数和滴相同体积苯的滴数哪个多 ( )(A) 水的多(B) 苯的多(C) 一样多 (D) 随温度而改变二、填空题 ( 共 9题 18分 )11. 2 分室温时，水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中，将上升到高度h，如将毛细管折断至h/2处，水将沿壁升至 _______ 处，此时管中水面的曲率半径将 _________ 。

12. 2 分液态汞的表面张力= N·m-1 + ×10-3 N·m-1·K-1·T - ×10-7 N·m-1·K-2·T2在 400 K 时，汞的（U/A）T, V = 。

13. 2 分表面活性剂的结构特征是。

14. 2 分一般说来，物理吸附的吸附量随温度增高而 ___________ ，化学吸附的吸附量随温度增高而 ____________ 。

15. 2 分300 K 时，水的表面张力= N·m-1，密度为×103 kg·m-3。

在该温度下，一个球形水滴的饱和蒸气压是相同温度平面水饱和蒸气压的 2 倍，这个小水滴的半径是 ____________________ 。

16. 2 分界面吉布斯自由能和界面张力的相同点是不同点是。

17. 2 分从吸附的角度考虑催化剂的活性取决于 _____________ ，一个良好的催化剂应是 ___________ 。

18. 2 分在 298 K 时，正丁醇水溶液表面张力对正丁醇浓度作图，其斜率为N ·m -1·mol -1·kg ，正丁醇在浓度为 mol ·kg -1时的表面超额 为： 。

19. 2 分T = 298 K 时, 水-空气表面张力 = ×10-2 N ·m -1,（ / T ）p , A = - ×10-4 N ·m -1·K -1。

在T ，p $ 时，可逆地增加 2 cm 2表面, 对体系所作的功 W =___________, 熵变S =_____________。

三、计算题 ( 共 5题 40分 ) 20. 10 分某一体系的吸附等温线可表达为经验式 ＝ A p n。

是固体表面在吸附气体的平 衡压力p 下的覆盖度, A 和 n 均为经验常数。

在两个温度下测定其经验常数值见表。

试计算 ＝ 和 ＝ 时的等量吸附焓变H a , 并解释所得结果。

T / K A B400 42021. 10 分200℃时, 测定氧在某催化剂上的吸附作用, 当氧的平衡压力为p $ 及10×p $时, 每克催化剂吸附氧的量换算成标准状况下的体积分别为 cm 3 和 cm 3。

设该吸附作用服从兰缪尔公式。

试计算当氧的吸附量为饱和吸附量的一半时，氧的平衡分压为若干22. 10 分在 298 K, 小水滴的蒸气压是平面水蒸气压的 倍, 求液滴半径 纯水蒸气的过 饱和度达 时才能凝聚出上述大小的液滴, 求每滴水中含 H 2O 分子数目 已知这时纯水的 0 为 ×10-2 J ·m -2。

23. 5 分甲醇用浮石银作催化剂氧化脱氢制甲醛时，原料甲醇每小时进料量为×103 m 3，每小时生成含甲醛%、甲醇%的水溶液3400 m 3。

该溶液密度为1095 kg ·m -3，试计算浮石银催化剂对生成甲醛反应的选择性，已知甲醇密度为 kg ·m -3，甲醇浓度为%。

24. 5 分25℃时，乙醇水溶液的表面张力 (N ·m -1)与活度的关系如下： = 求活度为 的溶液的表面超量。

四、问答题 ( 共 3题 20分 ) 25. 10 分若一固体溶于某溶剂形成理想稀溶液，试导出半径为r 的固体饱和浓度c r 与颗粒大小有如下关系：r 02lnc M RT c r γρ=其中c 0为大块固体的饱和浓度，为固-液界面张力，M 为固体的摩尔质量，为固体的密度。

26. 5 分离子型表面活性剂可分为哪三类 请各举一例。

微小尘粒落入过饱和盐溶液时, 立即有晶体析出。

由此说明盐-尘粒的界面张力盐-尘与尘-液的界面张力尘-液何者较大参考答案一、选择题 ( 共10题 20分 )1. 2 分[答] (C)2. 2 分[答] (A)3. 2 分[答] (A)4. 2 分[答] (C)5. 2 分[答] (A) (/a)T > 06. 2 分[答] (C) (/a)T = - Ab/(1 + b a)7. 2 分[答] (D)8. 2 分[答] (B) （2分）9. 2 分[答] (C)*. 2 分[答] (B)二、填空题 ( 共 9题 18分 )11. 2 分[答] 管端，变大。

12. 2 分[答] d U = T d S - p d V + d A(U/A)T, V = T (S/A)T, V + = -T( /T)A, V += J·m-213. 2 分[答] 两亲性 (2分)[答] 降低；先增加，后降低15. 2 分[答] R' = ×10-9 m16. 2 分[答] 量纲和数值相同；物理意义和单位不同。

17. 2 分[答] 化学吸附的强度；中等强度的化学吸附。

18. 2 分[答] ×10-6 mol·m-219. 2 分[答] W = - d A = ×10-6 JS = ×10-3 J·K-1三、计算题 ( 共 5题 40分 )20. 10 分[答] 由题给条件计算不同温度下, 各个下吸附气体的平衡压力值(见表) (4分)由式 ln(p2/ p1)= (H a/ R)(1/T2-1/T1), 求H a= 时H a= kJ·mol-1= 时H a= kJ·mol-1 (4分) 随增加, H a减小, 表明吸附总是首先发生在活性最大的位置上, 然后再依次分)p(400 K)/kPap(420 K)/kPa21. 10 分[答] 兰缪尔公式 1/V = (1 / V m b)×(1/p) + 1/V m根据题意可联立方程(1) 1/ = (1/ V m b)×(1/1) + 1/V m(2) 1/ = (1/ V m b)×(1/10) + 1/V m解方程组得 1/V m= cm-3, 1/b= $,当V=( 1/2)V m时, 解得p=1/b = $22. 10 分[答] RT ln( p/ p0)= 2M/ (R’) (4分)R’= ×10-9 m, N= (4 / 3) ( R’)3L / M = 148 (各3分)23. 5 分[答] 21223222 CH OH O HCHO H O H+→++x=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=0995251079323400007851095251079320995100%852%33........ y =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=3400036710952510793209953032100%7387%3..../.s yx ==867%. （5分）24. 5 分[答] d /d a ＝－×10-4＋2××10-4a (2分)2＝－a /(RT )×d /d a ＝×10-8 mol ·m -2(3分)四、问答题 ( 共 3题 20分 ) 25. 10 分[答] 溶液中半径为r 的固体颗粒所受压力为 0s 'p p p =+，s ls 2p r γ-=（2分）溶解平衡时：(s)(l)lncRT c μμμ==+ （2分）m(s)ln (s)(s)(s)T T c RT V p p ∂μμ∂∂∂⎧⎫⎡⎤-⎡⎤⎪⎪⎣⎦==⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎪⎪⎩⎭()r 0ln 'm m 0ln dln (s)d (s)(s)'c p c p RT c V p V p p ==-⎰⎰s l m r 02(s)lnV c RT c r γ-= （4分）而V M m (s)=ρs lr 02ln M cRT c r γρ-= （2分）26. 5 分[答] (1) 阴离子型, 如羧酸盐 R-COONa (2分) (2) 阳离子型, 如伯胺盐 R-NH 2·H Cl (2分) (3) 两性型, 如氨基酸型 R-NHCH 2-COOH （1分)27. 5 分[答] 设尘-液界面为A 1, 盐在尘上析出后, 得尘-盐界面为A 1, 盐液界面为A 2, 析出过程的 G <0, 即G ＝盐-液A 2+盐-尘A 1-尘-液A 1< 0 (2分)尘-液 > 盐-液A 2/A 1＋盐-尘所以 尘-液 >盐北-尘 (3分)。